công nghệ bê tông và bê tông đặc biệt

PGS.TS PHẠM DUY HỮU CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG VÀ BÊ TƠNG ĐẶC BIỆT (Tái lần thứ có bổ sung sửa chữa) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ N Ò I -2011 LỜI GIỚ I T H IỆ U Bê tông vật liệu chủ yếu dùng xây dựng dân dụng, giao thông vận tải công nghiệp Trong xây dựng đại bê tông chiếm khoảng 50% công trinh xây dựng th ế giới Tuy nhiên bê tông thường bộc lộ số nhược điểm cường độ chịu kéo thấp, khối lượng cơng trình lớn Ngày ngồi bê tơng truyền thống có cường độ chịu nén tối đa đến 60MPa cịn có nhiều bê tơng đại có cường độ chịu nén đạt đến 250MPa uà có độ bền cao Việc phát triển loại bê tông phương pháp công nghệ đ ể tim bê tơng có chất lượng cao với tính đặc biệt cho phép sáng tạo kết cấu xây dựng ưà công nghệ xây dựng làm tầng độ bền khai thác công trinh xây dựng đến 100 năm Ngày bê tông chất lượng cao ứng dụng chủ yếu cho công trinh có quy mơ ỉớn n hư ngơi nhà nhiều tồng, cơng trinh biển cơng trình giao thông (cầu, đường, hầm) Cuốn sách Công nghệ bê tông bê tông đặc biệt GS TS Phạm Duy Hữu (chương 1, 2, 3, 6, 10); TS Đào Văn Đông (chương 4, 5, 8) ưà ThS Phạm Duy Anh (chương 1, 8, 9) biên soạn với mục đích làm tài liệu học tập cho nghiên cứu sính, học viên cao học sinh viên Ngành xây dựng công trinh giao thông Ngành kỹ thuật xây dựng Trường Đại học Giao thơng Vận tảí Cuốn sách cịn tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành khác cán nghiên cứu Sách Nhà xuất Xây dựng xuất lần đầu năm 2005, lần tái tác giả bô sung sửa chữa, cập nhật kiến thức đại Tuy nhiên khó tránh khỏi thiếu sót Rất mong góp ý bạn đọc cho nội dung sách hoàn thiện Các tác giả Chương NHŨNG YÊU CẦU VỂ CHẤT LƯỢNG VÀ CÔNG NGHỆ BÊ TÔNG 1.1 K H Á I NIỆM VỂ VẬT LIỆU, KẾT CÂU VÀ CÔ NG N G H Ệ Cơng trình xây dựng phải thi cơng đảm bảo trì chức làm việc suốt thời gian tuổi thọ thiết kế Kết cấu phải có khả chống lại tất tác động phát sinh thi cơng q trình làm việc sau phải có đủ độ lâu với chi phí bảo trì thấp Phải xem xét theo hệ thống sau: vật liệu - kết cấu công nghệ - kiểm tra chất lượng V ật liệu phải tuân thủ yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia quốc tế tương ứng, nhằm đảm bảo công nãng yêu cầu kết cấu trì suốt thời gian tuổi thọ thiết kế Có thể phép sử dụng vật liệu khác so với vật liệu quy định tiêu chuẩn quốc gia quốc tế sử dụng, chứng tỏ vật liệu đáp ímg ii cẩu ('ông kết cấu Đ ội ngũ cán thi công, phải tổ chức để đảin bảo hồn thành vai trị trách nhiệm họ xác định từ bắt đầu Dự án Công nghệ thi công trường phải đạt yêu cầu công kết cấu phải đảm bảo suốt thời gian tuổi thọ thiết k ế (sử dụng) Trong q trình thi cơng, cần phải thực biện pháp kiểm tra chất lượng thoả đáng để đảm bảo công vật liệu kết cấu tiêu chuẩn lực lượng thi công đạt yêu cầu đề Bốn yếu tố kết hợp tạo hệ thống công nghệ xây xây dựng tối ưư Công nghệ bê tông theo đường xem xét tổng hợp Bê tịng thơng thường bê tịng dùng cho xây dựng thông thường, không bao gồm bê tơng có phụ gia đặc biệt Những bê tơng đặc biệt là; Bê tông chất lượng cao, bê tông nhẹ, bê tông khối lớn, bê tông cốt sợi, bê tông đầm lăn, bê tông tự đầm , bê tông thi cơng nước, bê tỏng phun, bê tỏng lị phản ứng hạt nhân 1.2 YÊU CẦU C BẢN VỂ CHÂT LƯỢNG BÊ TƠNG TRẠNG THÁI Bê tơng sản xuất trạm trộn trường phải đáp ứng yêu cầu chất lượng trạng thái sau đâv: Bẽ tông tươi, bê tông m ềm bê tông rắn Xem xét chất lượng bê tông cần xem xél cá ba trạng thái trên: 1.2.1 Bê tỏng tươi Trạng thái bê tông tươi giai đoạn tính từ trộn xong tới lúc hồn thành việc đổ bê tịng Tính dễ đổ bê tông cần quy định cho khoảng thời gian Ihi cơng cụ thể, có tính đến công nghệ thi công (bao gồm phương pháp đầm ) dạng kết cấu cấu kiện, loại bê tông, tiết diện chi tiết kết cấu Phương pháp thí nghiệm tốt tính dễ đổ phải phương pháp đánh giá khả biến dạng độ phân li khả chống dồn tách cốt liệu Bê tông trạng thái hỗn hợp - bê tơng tươi phải có lính dễ đổ tốt để dễ dàng lấp đầy khuôn dùng đầm thông thường Tốc độ suy giảm tính dễ đổ phải nằm giới hạn cho phép để giữ tính dễ đổ u cầư suốt q trình thi cơng bê tơng Tính dỗ đổ tốt nghĩa là: - Có khả nãng biến dạng tự chảy phù hợp với phương pháp thi cơng cụ thổ - K hơng có lượng phân tầng (dồn, tách cốt liệu lớn) khu vực ván khn đổ bê tơng Phương pháp thí nghiệm thông dụng thử độ sụt bê tông, độ sụt phải trì quãng thời gian thích hợp biện pháp thi cơng Hiện khơng có phương pháp liêu chuẩn để xác định độ phân li hỗn hợp bê tông Phương pháp đơn giản tiện dụng có thê quan sát khôi bê tông thử độ sụt đánh giá độ phân li ihơng qua su dồng nhâì bé tơng Bê tơng cần có đủ độ dính đc trường hợp có độ sụt thấp tlù hạt cốt liệu không bị tách khỏi khối bè tônsỉ thử độ sụt Đối với hỗn hợp bê tơng có độ sụt cao bê tơng chảy phải khơng ihấy xuất vành rỗng xi măng hoặt vành nước chạy xung quanh khối bè tông thử ciộ sụt Đ ối với bê tơng tự đầm cần phải làm Ihí nghiệin vể khả nãng bê tông lọt qua không gian cốt thép 1.2.2 T rạng thái bé tông mềm Trạng thái bê tông m ềm giai đoạn từ sau đổ bê tông lới lúc kết thúc ninh kết Cho dù bê tơng tốt tượng lún sụt co mềm xẩy thực tế thi công Đ ánh giá bê tông trạng thái mềm theo hai tiêu sau; - Thể tích tách nước bê tơng tiêu chuẩn phải không lớn giá trị quy định (tính % thể tích mẫu bê tịng), - Mức lún sụt mẫu bê tông tiêu chuẩn phải khơng lớn giá trị quy định (tính % chiều cao mẫu bê tông) N ếu m ẫu bê tơng có giá trị lún sụt nhỏ quy định ngãn ngừa co m ềm cách giữ cho bê tỏng khòng bị m ất nước hay bị bay qua bề mặt hở bê tông Bê tông trạng thái cịn mềm phải có đặc trưng u cầu sau đây: - K hơng có có tượng tách nước - K hơng có có tượng lún sụt - Hạn c h ế co mềm - Có tính hồn thiện bề mật tốt 1.2.3 Trạng thái rán 1.2.3.1 Trạng thái tuổi sóm Trạng thái tuổi sớm (trạng thái tuổi ban đầu) trạng thái bê tông trước đạt cường độ đặc trưng Trường hợp trạng thái bê tòng tuổi 3, ngày đầu coi trạng thái tuổi ban đầu Bê tông trạng thái tuổi ban đầu phải có đặc trưng yêu cầu sau: - Co ngót tự sinh, khơng thể tránh khơng q lớn đến mức gây biến dạng phá hoại nhữag chi tiết liên kết kết cấu Biến dạng tự co tuyến tính m ột m ẫu bê tơng tiêu chuẩn khơng bị ghìm giữ phải không lớn giá trị quy định (tính % chiểu dài ban đầu mẫu bê tơng) - Q trình tăng nhiệt độ bê lóng cần phải kiếm sốt để tránh ứng suất phụ thêm nhiệt độ dẫn đến nứt biến dạng bên mặt kết cấu Độ chênh lệch nhiệt dộ lớn bất kv điểm trons khối bê tông phải không lớn giá trị quy định (lính '’C) Độ chênh lệch nhiệt độ lớn đánh giá phương pháp ihử irình nâng đoạn nhiệt m ột mẫu bê tông tiêu chuẩn m ột điều kiện môi trường tiêu chuẩn - Cường độ tuổi ban đầu bê tống cần phải đủ lớn đổ chịu tải trọng quy định sau tháo ván khn 'ĩhường lải trọng tĩnh tải trọng động trình ihi cơng Cường độ bê tơng ihường biểu thị cường độ nén tuổi (R j R 7) Với trình độ vật liệu công nghệ V iệt Nam ta nên chọn R ngày 1.2.3.2 Trạng thái tuổi muộn Bê tơng trạng thái rắn phải có đặc tính tốt, tồn thời gian dài Có 10 đặc tính mỏ tả chi tiết đây: l Đ ục tính học Đặc tính học bao gồm cường độ mô đun đàn hồi Cường độ bê tồng phải đủ lớn để chịu ứng suất phát sinh tải trọng thiết kế với hệ thống an tồn thích hợp M đưn đàn hồi vật liệu bê tõng phải không nhỏ giá trị dùng thiết k ế kết cấu Cần quan tâm, đến vấn đề mô đun đàn hồi động Cường độ đặc trưng bè tơng đóng rắn thưịng đánh giá thông qua cường độ nén phá hoại m ẫu tuổi 28 ngày, phương pháp quy định khác cho điều kiện riêng (các phương pháp không phá huỷ) C ường đ ộ đ ộ chống thấm bê tơng đóng rắn phụ thuộc vào tỷ lệ N /X , loại xi m ăn g , lượng h ố xi mãng, điều kiện bảo dưỡng, loại lượng dùng phụ gia cốt liệu ỉ 2.3.2.2 Độ bền lâu Các đặc trưng lâu có liên quan bê tơng phải đạt cho thời gian làm việc lâu dài phụ thuộc vào môi trường sử dụng Những đặc trưng sau phải xem xét theo điều kiện m ôi trường xung quanh mặt bê tỏng Đ ộ n ỏ điều kiện ẩm ướt Bê tông không nở thêm điều kiện ẩm ướt: Đ ộ nở tuyệt đối bê tơng thí nghiệm ngâm nước phải không lớn đến m ức gây ảnh hưỏíng bất lợi cho chi tiết lân cận Độ nở tuyến lính m ột m ẫu bê tông tiêu chuẩn, phải không lớn mức giá trị quy định (tính % chiều dài ban đầu mẫu bê tông) khoảng thời gian quy định Hàm lượng SO xi m ăng vật liệu thay xi măng nguyên nhân gây nở bê tông điều kiện ướt C o khô Bê tông khơng có lượng co khơ q lớn, dẫn đến xuất vết nứt nhìn thấy Tuỳ theo yêu cầu cụ thể m(5i quốc gia, lượng co khó tuyệt đối m ột m ảu bê tơng tiêu chuẩn, tính theo Ihíiy đỏi chiều dài tuyến tính điểu kiện khơ tiêu chuẩn liên tục, phải không lớn hưn giá trị quy định (tính lĩiicro biến dạng) 3 C achiat Iiố Tuỳ theo u cầu cụ thể quốc gia, cliiều dàv lớp bê tông bị cacbonat hố m ẫu bê tơng tiêu chuẩn, thí nghiệm phương pháp nhanh tiêu chuẩn, phải không lổfn hofn m ức giá trị quy định (tính mm) giai đoạn thí nghiệm xác định G iá trị quy định xác lập đảm bào rằng: Q trình cacbonat hố khơng đạt tới vị trí cốt thép ngồi kết cấu bê tơng trước thời gian bảo trì theo quy định thiết k ế theo dự kiến, trước hết tuổi thọ ihiết kế ì Ă n m òn cốt thép Đ ộ thẩm thấu nước lớp bê tông bảo vệ tới cốt thép phải đủ nhỏ để hạn chế việc xâm nhập nước, khí ion nhằm bảo vệ cốt thép bẻ tông Độ thẩm thấu m ẫu bê tông phải không lớn hon mức giá trị quy định (tính cmVcmVsec) G iá trị lớn quy định cho lớp bê tơng bảo vệ dày Giá trị dẫn xác định cho đảm bảo hàm lượng clorit không cao mức giới hạn cho phép vị trí cốt thép ngồi kết cấu bê tỏng trước thời gian bảo trì theo quy định Bề rộng vết nứt phải không lớn giới hạn cho phép thiết bị kết cấu m ôi trường xâm thực Hàm lượng thành phần hoá học, khoáng vật xi m ăng CaO C 3A yếu tố ảnh hưởng để đảm bảo chống ăn mòn cốt thép Loại xi m ăng, hàm lượng xi mãng lượng phụ gia phải lựa chọn thích hợp cho bê tổng làm việc trực tiếp môi trường xâm thực Plìảiì ứng kiềm - cốt liệu Bè tơng phải khơng có nguy phản ứng kiềm - silic phản ứng kiềm - cacbonat Nếu có nguy phản ứng kiềm - cốt liệu hàm lượng kiềm xi m ăng phải không lớn hcfn mức giá trị quy định phải dùng xi măng hỗn hợp (có thêm m uội silic, tro bay xỉ lò c a o ) Đ ộ hao mịn Bè tơng khơng bị hao mòn mức nghiêm trọng suốt tuổi thọ thiết kế Yêu cầu chống hao m òn bê tông phụ thuộc vào dạng kết cấu chi tiết vào điều kiện mịi trường m ặt ngồi bê tông, chất lưựng xi mãng cốt liệu làm bê tơng J Ổn âịiilì suỉỷiit Bè tơng phải đủ độ bền siilíat Tuỳ theo u cầu cụ thể m ỗi quốc gia, độ nở m ột mẫu bê tông tiêu chuẩn cho mộl thí nghiệm tiêu chuẩn độ nở su líat phải không lớn m ức giá trị quy định (tính bàng % chiều dài ban đầu củ a m ẫu bê tỏng) m ột giai đoạn thí nghiệm xác định Ơn định h cliíít Bê tơng sử dụng phải đủ cứng bền chống lại tác động hoá chất tác động axít m uối Phần trăm khối lượng bị so với khối lượng ban đầu bê tơng m ột thí nghiệm tiêu chuẩn phải nhỏ mức giá trị quy định ỉ 2.3.2.9 Đ ộ hền đóiìiỊ hăng tan hăn^ Bê tơng phải chịu số chu kỳ đóng băng tan băng tối thiểu m ột thí nghiệm , m đun đàn hồi khơng nhỏ số % quy định so với giá trị ban đầu (mức độ giảm thấp) 1.2.3.2.10 Đ ộ suy giả/ìì siiili vật Phải có giới hạn tổn thất cường độ tính % so với cường độ ban đầu m ột thí nghiệm nhanh tốc độ suy giảm cường độ sinh vật 1.3 Y ÊU C Ầ U V Ậ T L IỆ U Vật liệu sử dụng để làm bẽ tỏng phái không xẩy hiệu ứng có hại đến chất lượng bê tông Chất lượng vật liệu phải dáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp nước tiêu chuẩn quốc tế Việt Nam phải thỏa m ãn TCVN TCN (tiêu chuẩn ngành) 1.3.1 Xi m ăng Xi m ăng dùng để làm bê tỏng phải không gây hiệu ứng có hại đến chất lượng bê tơng Chất lượng xi m ăng dùng dê sản xuất bê lông phải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn công nghiệp m ỗi quốc gia, cùa tiêu chuẩn quốc tế Xi m ăng phân loại gồm có: Xi măng pooclăng (xi m ãng pooclãng thư ờng, xi m ãn g đ ó n g rắn nhanh, xi m ăng đ ó n g rắn cực nhanh, xi m ăng bền su lfat, xi m ăng toả nhiệt xi măng kiềm ), xi m ăng hỗn hợp (xi m ăng pooclăng xí, xi m ăng pooclăng tro bay xi măng puzơlan), xi m ăng bền nhiệt độ cao (xi m ăng alum in), xi m ăng giếng khoan dầu, xi mãng màu (trắng loại khác) Cần phải lựa chọn loại xi mãng thích hợp sau xem xét loại quy mơ, vị trí, mơi trường xung quanh phương pháp thi công, điều kiện thời tiết mùa khí hậu 1.3.2 Cốt liệu Chất lượng cốt liệu lứn phải thỏa mãn yêu cầu thành phần, độ sụt, cường độ yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn quốc tế thích hợp K ích thước lớn cốt liệu phải quy định phù hợp với loại kết cấu, kích thước cạnh khn khoảng cách nhỏ cốt liệu Xu th ế giảm đường kính cốt liệu lớn dè’ tăng cường đồng tránh ứng suất cục khối bê tông Cốt liệu nhỏ dùng làm bè lông phải không gây hiệu ứng có hại đến chất lưọng bê tơng khơng làm tăng lượng xi m ăng bê tông Cốt liệu nhỏ phải cứng, bền, đủ cường độ, thành phần hạt Ihích hợp Theo tiêu chuẩn thích hợp Sự có mặt chất có hại bụi rác, bùn, chất hữu cơ, clorit chất có hại khác với khối lượng khơng lớn giới hạn cho phép Cần kiểm tra làm thí nghiệm cốt liệu nhó thoả mãn đầy đủ yêu cầu, điều kiện quy định 1.3.3 Phụ gia 1.3.3.1 Phụ gia khoáng Các phụ gia khoáng dùng để làm bẽ lỏng phủi không gây hiệu ứng có hại cho chất lượng bê tơng, phải Ihoả m ãn yêu cầu tiêu chuấn quốc gia m ột tiêu chuẩn quốc tế thích hợp 10 Phụ gia khoáng phụ gia thường dạng bột thêm vào lúc cân đong nhằm nâng cao m ột số tính chất bê tơng có thê phân loại sau đây; - Phụ gia có hoạt tính puzơlan như: xí hoạt tính, tro bay, silicafum e, tro núi lửa, đất điatơm m ột số đá phiến sét dất sét tự nhiên gia n h iệ t - Phụ gia khơng có hoạt tính puzơlan đá quắc đập nhỏ, cát silic, đá vôi đôlôm it đá vôi canxi, đá granit loại bụi đá khác, không gây tác nhàn gây nở làm m ất ổn định thể tích bê tơng Phụ gia khống có ảnh hướng đến tính chất vạt lý hỗn hợp bê tông tươi đến cường độ, tính chất học, lính chất liố học, tính chất biến đổi theo thời gian bê tơng đóng rắn Vì vạy chất lượng lượng dùng phụ gia thí nghiệm kiểm chứng trước Khi cốt liệu nhỏ khơng có đủ kích cỡ dùng phụ gia khống để tãng thêm tính dễ đổ, dễ san gạt dẽ hoàn thiện Trong trường hợp này, việc dùng loại phụ gia có tỷ diện tích lớn xi inãng phải không làm tâng hàm lượng nước yêu cầu bê tơng 1.3.3.2 Phụ gia hố học Phụ gia hố sử dụng để làm bé lông không gây hiệu ứng có hại dến chất lượng bê tơng Chất lượng phụ gia hố dùng để cliế tạo bè tông phải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia m ỗi nước inột ticii chuẩn quốc tế Phụ gia hoá phụ gia thường (iạiig lỏng (rất dạng cứng), cho vào bê tơng vào lúc trộn lẫn lúc đổ để nâng cao tính chất khác bê tơng, tính dễ đổ, hàm lượng bọt khí độ bền lâu tính theo hàm lượng xi măng Phụ gia hố gồm có phụ gia giảm nước (phụ gia giảm nước thông thường phụ gia giảm nước cao) phụ gia chậm ninh kết, phụ gia hỗ trợ bơm, tác nhân dính, chất ức c h ế ăn m ò n Phụ gia chứa chất có hại ion clorit, kiềm sulfat gây hiệu ứng xấu bê tông cốt thép Lượng dùng cúa chất cần phải hạn chế - M ỗi phụ gia dùng sau có đánh giá để m inh chứng khơng có hiệu ứng có hại đến chất lượng bẽ lịng dự kiến Việc đánh giá quan trọng trường hợp sau đàv: + Sử dụng loại xi m ăng đặc biệt + Sử dụng nhiều loại phụ gia + Cân đong nhào trộn nhiêt dộ cao thấp nhiệt độ quy định 11 - Sự tương thích phụ gia thường thay đổi yếu tố hàm lượng nước, loại xi m ãng, loại cỡ hạt cốt liệu, phương pháp độ dài thời gian nhào trộn Cần iàm nhiều thí nghiệm để chọn cac cặp tương thích 1.3.4 Nước Nước trộn bê tông phải khỏng chứa m ột lượng bất lợi chất có hại, tác động xấu đến chất lượiig bê tòng trạng thái tươi, trạng thái tuổi ban đầu, trạng thái đóng rắn trạng thái lâu dài cúa bô tông cốt thép N hiệt độ nước trộn phải không thấp qưá cao ( ° c 35°C) Cần lưu ý đến vấn đề sau: - Nước ngầm chứa chất có hại như: sulíat ion clorit - Nước hồ nước sơng chứa chất thải công nghiệp lượng lớn đất sét chất khác Các chất tác động xấu đến chất lượng bê tông cốt thép - Nước ven biển nước biển thường có chứa sulfat, ion clorit ion khác gây nở bê tơng ăn mịn cỏì thép, giảm cường độ bê tông Chỉ nên sử dụng nước biển loại bê tông cường đô thấp không sử dụng cốt thép 1.3.5 T hành phần bê tónfí Tliành phần bê tơng pliải tínỉi tốn thiết k ế dựa tính chất đặc trưng bê tông sai khác chất lượng lại công trường thi cơng Vì cần tính tốn thiết kế cường độ u cầu Ironí' phịnụ thí nghiệm (fyj.) cường độ u cầu cơng trường lấy gần = 0,9fy^ Thành phần bê tông phải duợc tinh lốn để đạt tính chất bê tơng Chất lượng bê tơng khơiig chí phụ thuộc vào chất lượng vật liệu thành phần trình thi cơng mà cịn phu tliuộc vào số lượng vật liệu thành phần Hàm lượng nước u lố râì quan trọng Nó ảnh hưởng đến chất lượng bê tông trạng thái bê tông tươi, trạng tliái bê lơng đóng rắn đến cơng nãng lâu dài bê tông Hàm lượng nước cho mức dỗ đố thích hợp phải tốt Vì hàm lượng nước thấp giảm bớt nguy sinh nứt co khô lại tăng cường độ, độ chống thấm độ bền bê tông Cường độ nén thường dùns làm cường độ đặc trưng cho tất loại bê tông Cường độ uốn thuộc tính quan trọng bê tông dùng việc xây dựng bê tông lớp mặt Cườiiií độ bé lỏng tỷ lệ nghịch với tỷ lệ N/X Khi thiết k ế thành phần bê lông, cấn phải xem xét đến m ột thực tế là; Chất lượng vật liệu thành phần thav đối có khác chất lượng bê tơng phịng thí nghiệm với trường (10-15%) 12 Các thí nghiệm tương thích loại xi m ăng N ghi sơn, Bỉm son, Chinh Phong với chất siêu dẻo (về cường độ độ sụt) trình bày hình 5.2 5.3 theo thí nghiệm Bộ m ơn V ật liệu xây dựng trường Đại học G iao thông V ận tải Cường độ nén M Pa - ♦ - N g h i sơ n0,5l/100kg X M - « - B ỉ m sơn 0,71/1 OOkgXIVI -ùr- Chinh phong 0.51/1 OOkgXM Bỉm sơn 0,8l/100kgXM 30 ngáy H ình 5.2 Quan hệ cường độ vù thời gian, ìượng phụ gia Phụ g ia//1 0 kg XM H ình 5.3 Quan hệ lượiiíỊ phụ gia V với dộ sụt cùa tông PH Ụ G IA K H O Á N G Các phụ gia khoáng thường dùng bê tơng là: Tro nhẹ, Xỉ lị cao, m uội Silic, tro trâu phụ gia m eta caolanh 5.4.1 Tro bay Tro bay sản phẩm thu từ khói nhà m áy nhiệt điện Đường kính hạt từ 10 -í- 40 |im (tỷ diện từ 3000 H- 5000 cmVg) Tro bay nhẹ có thành phần chù yếu SÌO vơ định hình có khả tác dụng với xi m ăng phản ứng puzơlan Đặc tính tro bay nhẹ xác định theo ASTM - C109 gồm tro bay loại c loại F Tro bay nhẹ dùng bê tông từ 10 H- 25% so với lượng xi m ăng Có thể dùng tro bay nhẹ bê tơng m ác cao đến 60 M Pa bê tông thuỷ cơng, bê tơng làm đường 118 5.4.2 Xỉ lị cao Phụ gia xỉ lò cao sản phẩm làm nguội nhanh xỉ lò cao, nghiền m ịn với tỷ diện từ 4000 ^ 5000 cm g , có cấu tạo vơ định hình Xỉ lị cao dùng để ch ế tạo bê tơng xỉ lị cao có tác dụng bền nước tiết kiệm xi măng 5.4.3 M uội Siiic Phụ gia m uội Silic (M icrosilica) sản phẩm phụ thu từ công nghiệp sản xuất Silicon thép hợp kim silic, thành phần SÌO vơ định hình Kích thước hạt (1/100 đường kính hạt xi m ăng) Liều lượng dùng 15% cho bê tông chất lượng cao, 15 H- 20 % cho bê tông cường độ cao Khi sử dụng nên dùng với chất siêu dẻo chất làm chậm ninh kết để đảm bảo tính dễ đổ cho bê tơng T hành phần hố học m uội silic chủ yếu SÌO ơxýt khác (Bảng 5.1.) Bảng 5.1 Thành phần, tính chất sỉlica fum e Chỉ tiêu Thành phân hoá học: SÌO2 AI2O MgO FC203 CaO Na 2Ơ K 2O c s Các thành phần khác Các tính chất vật lý: Khối lượng riêng Tỷ diện Kích thước hạt Khối lượng thể tích Phần trăm (%) -9 0,5 - 0,8 ,5 - 1,5 0,2 - 0,8 ,1 -0 ,5 0,2 - 0,7 0,4 - - 1,4 0,1 -0 ,4 0,7 - 2,5 2,2 g/cm' 20.000 m'/kg 0,1 micron 576kg/m' M uội silic hỗn hợp chứa muội ôxit siiic sử dụng bê tông chất lượng cao dùng xi m ăng PC40 trở lên nhằm tăng khả chịu lực, kết cấu chịu m ài mòn, giảm độ ihấm nước M uội ôxit silic m ột sản phẩm phụ lấy từ trình tái sản xuất thạch íinh với than đá lò hồ quang điện ngành công nghiệp sản xuất Silicon hợp kim sắt - Silicon M uội có hàm lượng dioxit Silicon vơ định hình cao chứa tinh thể hình cầu m ịn thu từ khí khỏi lị M uội silic bao gồm hạt thuỷ tinh m ịn với m ột diện tích bề m ặt lên tới 20 0 inVkg đ o kỹ thuật hấp phụ nitơ Sự phân bố vể m ặt kích thước hạt m ột loại khói xit silic điển hình cho thấy hầu hết hạt nhỏ hcfn 119 Im icro đường kính trung bình khoảng 0,1 Ịim nhỏ kích thước củ a hạt xi m ăng gấp khoảng 100 lần K hối lượng riêng m uội silic phổ biến ,2 g /cm ', cao (2,5 g /c m ’) Theo ASTM c 1240 - 93, m uội silic có thành phần hoá học quy định bảng 5.2 B ảng 5.2 Tiêu chuẩn ASTM m uội silic (Cúc quy định sau lấy nguyên vãn từ A S T M c 1240 - 93) Các u cầu hố học - Hàm lượng SÌO2 tối thiểu 85% - Độ ẩm muội silic, tối đa 3% - Lượng nung, tối đa % Diện tích bề mặt rỗng: 15-30 mVg Các u cầu kỉútc - Độ mịn: Lượng sót tích luỹ sàng 45|am (N" 325), không lớn 10% - Đ ộ hoạt h o puzơ lan: V i xi m ã n g jX)O clãng, x c đ ịn h tuổi n g y tối th iểu % - Mức độ đồng nhất: + Độ đặc độ mịn mẫu thử lấy từ nguồn muội s i l i c không thay đổi 5% so với trị số trung bình xác lập 10 kết thí nghiệm có tất kết thí nghiệm có số kết thí nghiệm nhỏ 10 * Cần ý tránh kết tụ hạt vật liệu cực nhỏ + Độ hoạt hoá puzơlan xác định từ phép đo cường độ chịu nén bê tông dùng muội silic Đây phép đo phản ứng muội silic với xi măng cung cấp thay đổi tuỳ theo nguồn cung cấp muội silic xi măng Nhà cung cấp sản phẩm muội silic cán công bô' tiêu M uội silic có hàm lượng ơxit silic độ m ịn cực cao nên vật liệu có tính puzơlan cao M uội silic phản ứng với vôi q u trình hydrat hố xi m ãng để tạo hợp chất kết dính bền vững - CSH V iệt Nam sử dụng m uội silic ch ế tạo từ công ty Thuỵ Sỹ, Đức, Ý bán thị trường Việt Nam châu Âu M ỹ thường pha MS vào xi m ăng để có xi m ăng m ác cao đến 100, 200M Pa Liều lượng m uội silic thường từ 5-20% (%) Bảng 5.3 T hành phần hoá học xi m ăng có chứa Silica Fum e Xi mãng loại Muội silic 120 CaO SÌO2 AI2O 63,78 20,59 3,66 90 1,5 MgO SÌO3 K 2O Na 2Ơ Lol 6,10 0,95 2,13 0,48 0,26 2.05 1,5 0,8 - - - - Bảng 5.4 C ường độ nén 28 ngày xi mãnịỉ xi m ăng EM C thí nghiệm nhiệt độ 20°c Cường độ nén, MPa Liều lượng MS xi mãng, % Xi măng cải tiến, EMC Xi măng không cải tiến OPC RHPC Anl OPC RHPC Anl 89,5 88,7 94.7 - - - 96,7 94.1 105,0 70,0 54,0 165,4 10 98,4 96,3 108,0 180.5 164,0 172,3 20 - - L .' , - - 205,0 5.4.4 T ro tr ấ u Tro trấu sản phẩm thu từ q trình đổt trấu, có thành phần chủ yếu SÌO vơ định hình, tỷ diện 5000 ^ 6000 cmVg- Tro trấu có phản ứng puzơlan hố với xi m ăng Bê tơng dùng tro trấu có độ bền nước cao tiết kiêm xi m ăng Tro trấu siêu m ịn c ó thể đư ợ c d ù n g c h ế tạo b ê tô n g ch ất lư ợ ng cao 5.4.5 Phụ gia khơáng hoạt tính mcta cao lanh K hống m eta cao lanh nghiền inịn m ịn bê tông Bê tỏng có bột mịn có làmột loại bột mịn bổ xung thành phần hạt Ihódùiig trona kết cấu bê tỏng cốt thép m ỏng, bê tông phun, bê tông lự (lấm vằ bc tông chrú lư(Tng cao 5.5 H O Á C H Ấ T X Â Y D Ụ N G C ác h o c h ấ t x ây d ự n g b a o g m loai sau: - Các hợp chất bảo dưỡng bê tông - Các chất liên kết polym e - Vữa polym e cải tiến để sửa chữa - Các chất tháo ván khuôn - Các chất bọc phủ trang trí - Các chất tăng độ cứng bề m ặt sàn chống thấm nước - Vữa rót cường độ cao khơng co ngót - Các chất làm chậm rắn bề mặt - Các chất hỗ trợ bơm , phun - Các chất cách n c , Nội dung giới thiệu san phám bảo dưỡng bê tông: Bê tông tươi phải giữ mộl thời gian sau trộn để tránh nhiều nước Cần giữ cho bê tỏng ẩm ướt 121 M ột phương pháp đại, đơn giản thực tiễn, cần nhân công, bao gồm việc phun lên bê tống tươi m ột sản phẩm bảo dưỡng để tạo thành sau m ột màng liên tục khơng thấm nước, tự m ất sau m ột vài tuần lễ, m khơng để lại vết Nó sản xuất từ năm 1950, M ỹ, dùng Châu Âu dùng Việt N am từ năm 1995 Các sản phẩm bảo dưỡng có gốc là: - Nhựa, xi parafin dạng nhũ tương nước - Nhựa thiên nhiên tổng hợp hoà tan dung m ôi đặc biệt (dầu mỏ) - Xi parin hồ tan m ột dung mơi dầu mỏ - Cao su clo hoá Các sản phẩm khơng m ầu có mầu để dễ dàng kiểm tra việc phun chúng Chúng dạng m ột chất lỏng nhớt để phun lên bê tông tươi, m ột khoảng cách đến bề m ặt 40 đến 80cm rải Lượng tiêu thụ biến đổi từ 100 - 200g/cm ^ Phổ biến V iệt Nam chất A ntisob E, s Các sản phẩm bảo dưỡng sử dụng cho kết cấu sau: - Lớp phủ m ặt đường, đường ôtô, đường bãng cầu - Bảo vệ sàn lát, sàn, sân thượng - Lớp phủ bờ kênh - Tunnen vòm - Lófp phủ m ặt bể chứa khác - Các lớp trát lớp mặt Trước sử dụng chất cần kiểm tra thức m ột uỷ ban thường trực chất dính kết thủy lực phụ gia (COPLA) Tuy q trình sử dụng khơng tránh sai sót phát sinh là: Từ sai sót liều lưọng, liều lượng cục phân bố sản phẩm khơng tốt, khơng thích ứng với vài chất dính kết Cũng ý có đồng ý, cần phải thực việc kiểm tra công trường cần đào tạo cán m ặt Cuối cùng, phải nhấn m ạnh đến việc là, dù dùng phụ gia nào, khơng thể cải thiện bê tơng có thành phần công nghệ ch ế tạo không hợp lý 122 ... thường bê tịng dùng cho xây dựng thơng thường, khơng bao gồm bê tơng có phụ gia đặc biệt Những bê tông đặc biệt là; Bê tông chất lượng cao, bê tông nhẹ, bê tông khối lớn, bê tông cốt sợi, bê tông. .. tông cốt sợi, bê tông đầm lăn, bê tông tự đầm , bê tông thi công nước, bê tỏng phun, bê tỏng lò phản ứng hạt nhân 1.2 YÊU CẦU C BẢN VỂ CHÂT LƯỢNG BÊ TÔNG TRẠNG THÁI Bê tông sản xuất trạm trộn trường... Các giá trị sỏ Bolom ey f Các giá trị f Cốt liệu loại bê tông Loại bê tông Bê tông chấn động Bê tịng mềm Bê tơng chảy Bé tịng cốt thép Bê tông bơm Các hạt sỏi 0,06 đốn 0,08 0,1 0,12 Các hạt đá